汽车车灯侧灯纹的数控加工

1 引言

　　在对汽车车灯进行实体造型的过程中，灯罩以及车灯的侧面经常遇到如图1 所示的侧灯纹。对于这种侧灯纹的加工，目前采用的方法是每一条侧灯纹利用数控铣刀一次加工成型，如图2 所示。由此可见，侧灯纹造型并不需要建立完整的3D 模型，只需生成加工侧灯纹过程中代表铣刀中心运动轨迹的空间曲线，然后根据生成的空间曲线进行数控编程。

　　因此侧灯纹的加工分为2 个步骤：轨迹曲线的建模(即造型) 和数控加工程序的生成。由于每一条侧灯纹的铣刀中心运动轨迹都单独位于一个平面之内，目前的造型方法其实就是平面与曲面求相交曲线。轨迹曲线生成之后，设计合理的进刀和退刀路线，将曲线按一定要求离散成点集，选择数控加工工艺参数，利用手工编程生成数控加工程序。

图1 侧灯纹

　　由此可见，侧灯纹的加工完全是重复性的工作，加工效率比较低下，尤其是生成数控加工程序阶段，若侧灯纹数量和每条轨迹曲线的离散点都较多，则手工编程的工作量将十分惊人。

图2 侧灯纹切削示意图

　　
下面介绍基于UG二次开发环境，利用二次开发语言opengrip ，实现侧灯纹的轨迹曲线建模和数控加工程序的自动生成。

2 侧灯纹生成的基本原理

　　图3 为侧灯纹加工原理示意图，图中的圆代表数控铣刀，圆心代表铣刀中心的运动轨迹。由图3可见，一般情况下，侧灯纹剖面的形状是个角度小于180°的圆弧，因此加工侧灯纹的铣刀中心运动轨迹并不位于车灯曲面，而是位于车灯曲面的偏置面。每一条侧灯纹的铣刀中心运动轨迹都单独位于一个平面之内，因此侧灯纹轨迹曲线的建模归根到底就是一连串平面与车灯曲面的偏置面求相交曲线。

图3 侧灯纹加工原理示意图

　　侧灯纹的分布一般符合一定的规律，因此铣刀中心运动轨迹所在的平面也按照某个准则。绝大多数情况下，铣刀中心运动轨迹所在的所有平面都平行于脱模线，从而确保侧灯纹不产生倒脱模现象。